7.5 重力勢能

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1、3萬老師物理7、5重力勢能7、5重力勢能一、教學目標1．知道重力勢能的定義。理解重力勢能的計算公式，知道重力勢能是標量，單位是焦耳。2．理解重力做功與重力勢能的關系。3．知道重力勢能的值是相對的，理解重力勢能正負的含義。4．了解彈性勢能，知道彈簧的彈性勢能的決定因素。5．從能的轉化角度和功能關系來解釋和分析物理現(xiàn)象二、重點·難點·疑點及解決辦法1．重點：重力勢能大小的確定2．難點：重力勢能的相對性的理解，參考平面的選擇方法。3．疑點：如何理解重力對物體做功等于物體重力勢能增量的負值。4．教學方法（1）．演繹推導物體重力勢能的定義表達方式。（2）．類比分析，舉例釋疑。三、教具

2、學具準備彈簧、鐵球、木球、玻璃缸、細沙、長木板，木塊四、教學步驟【引入新課】介紹：俄羅斯“和平號”空間站于2001年3月23日北京時間14時0分12秒所有殘片都已成功安全地墜入預定的南太平洋海域，墜毀過程極為壯觀美麗，137噸的龐然大物分解燃燒，天空中出一條條長長的金色軌跡．這是一個完美的告別，“和平號”的15年風雨歷程將成為人類永恒的記憶．“和平號”的功績將永載史冊．現(xiàn)提問：“和平號”空間站墜落時，為什么會燃燒？碎片燃燒時，溫度可達3000℃，其能量由什么能量轉化而來？【講授新課】1．重力勢能（l）定義：物體由于被舉高而具有的能量．演示實驗，用木球和鐵球先后從同一高度處自

3、由下落，落入玻璃缸中的細沙中，觀察到什么現(xiàn)象？這說明了什么？（鐵球深入細砂中的距離比木球要長，這說明，質量大的物體在相同的高度時，重力勢能大，克服細砂阻力做功要多）用鐵球在不同的高度處自由下落，先后落入玻璃缸中的細砂里，觀察到什么現(xiàn)象，這又說明了什么？（鐵球在比較高的地方落下來，深入砂中的距離也比較長，這說明，同一個物體在比較高的地方重力勢能較大，克服細砂阻力做功要多）綜上所述，物體的重力勢能的大小與物體的質量和物體所處的高度有關．現(xiàn)在來推導重力勢能的定量表達式：投球的質量為m，從高度為的A點下落到高度為的B點，如圖所示，重力所做的功為（2）重力勢能的表述式物體的重力勢能等

4、于物體的重量和它的高度的乘積，重力勢能是標量，也是狀態(tài)量，其單位為J2．重力做功的特點（1）、重力做功與路徑無關，只與物體的始末位置的高度差和重力大小有關。（2）、重力做功的大小WG=mg·h，h為始末位置的高度差。（3）、重力做正功，物體重力勢能減少；重力做負功，物體重力勢能增加。3萬老師物理7、5重力勢能例1、沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是()A.沿坡度小，長度大的斜面上升克服重力做的功多B.沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少D.上述幾種情況重力做功同樣多

5、解析：重力做功的特點是，重力做功與物體運動的具體路徑無關，只與初末位置物體的高度差有關，不論是光滑路徑或粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲線運動，只要初末位置的高度差相同，重力做功就相同。因此，不論坡度大小、長度大小及粗糙程度如何，只要高度差相同，克服重力做的功就一樣多，故選D。例2一質量為5kg的小球從5m高處下落,碰撞地面后彈起,每次彈起的高度比下落高度低1m,求:小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功?(g=9.8m/s2)解析：小球下落高度為5m，重力做功與路徑無關。3．重力勢能的理解(1)重力勢能具有系統(tǒng)性：由物體和地球的相對位置所決定的能叫重力勢能，它是物

6、體和地球共有的。(2)重力勢能具有相對性：重力勢能Ep=mgh式中h是物體到參考平面的高度，參考平面的選取會影響重力勢能的值，在參考平面內，物體的重力勢能為零；在參考平面上方的物體，重力勢能為正值；在參考平面下方的物體，重力勢能為負值。(3)重力勢能變化具有絕對性：盡管重力勢能的大小與參考平面的選擇有關，但重力勢能的變化量都與參考平面的選擇無關，這體現(xiàn)了它的不變性（絕對性）。(4)重力勢能是標量,但有正負，且正負能反映和比較重力勢能的大小。3．彈性勢能演示實驗：把水平放置的輕彈簧一端固定，另一端系一木塊，壓（或拉）木塊，使彈簧縮短（或伸長）再釋放木塊，讓彈簧的作用力帶動木塊

7、在水平面上運動．可知，發(fā)生彈性形變的物體能對外界做功，因而具有能量，這種能量就叫彈性勢能，它存在于發(fā)生彈性形變的物體之中．舉出除彈簧以外的彈性勢能存在的實例彈性勢能的大小，與物體的性質（如勁度系數(shù)）和形變量有關，可用實驗演示彈簧形變量越大對外界做功可越多來說明．勢能又叫位能，它是由相互作用的物體的相對位置決定．機械運動中的勢能是重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱．【同步檢測】1.關于重力勢能的理解，下列說法正確的是　　A.重力勢能是一個定值B.當重力對物體做正功時，物體的重力勢能減少　　C.放在地面上的物體，它的重力勢能一定